[发明专利]一种高热稳定性双组份有机凝胶及其制备方法

说明书

一种高热稳定性双组份有机凝胶，是由第一凝胶因子N¹,N³,N⁵‑三(2‑乙基己基)苯‑1,3,5‑三甲酰胺与第二凝胶因子三乙胺盐酸盐与低极性有机溶剂组成的混合体系。本发明双组份有机凝胶通过第一凝胶因子与第二凝胶因子之间的协同效应，构建了多孔三维网状超分子结构，所形成有机凝胶具有高的热稳定性即凝胶‑溶液相转变温度。

技术领域

本发明属于超分子化学和功能材料技术领域，涉及一种有机凝胶，特别是涉及一种具有高热稳定性的有机凝胶，以及该有机凝胶的制备方法。

背景技术

某些有机小分子在有机溶剂中以很低的浓度(甚至低于1wt%)存在时即可形成稳定的有机凝胶，这类能够使有机溶剂凝胶化的有机小分子被称为凝胶因子。通过氢键、π-π堆积、范德华力等非共价键作用，这类凝胶因子可以自组装形成尺寸各异的纤维结构，其相互堆叠缠绕，最终形成有序的三维网络状结构。同时，三维网络状结构可以将有机溶剂包裹其中，使体系失去流动性而形成有机凝胶。作为物理凝胶，有机凝胶具有热可逆性的特性，即改变环境温度，将导致凝胶态与溶液态之间的转变。因此，功能化的有机凝胶在软材料、传感器、软模板等领域具有广阔的应用前景。

近年来，设计合成新型有机小分子凝胶因子，并研究由其形成的有机凝胶在各方面的潜在应用价值，受到了科研工作者的广泛关注。然而，多数报道的有机凝胶热可逆温度较低，即热稳定性较差，小幅度提高环境温度，就会对凝胶的热稳定性产生较大影响，例如作为功能软材料使用的凝胶被直接液化。这是由于形成这类凝胶的主要驱动力为氢键、π-π堆积、范德华力等弱的非共价键作用力，而随着温度升高，这种非共价键作用力会急剧减弱，使得原本固化的有机凝胶逐渐转变为溶液，大大降低了其潜在的应用价值。因此，在有机凝胶研究领域，虽然每年都有大量的凝胶因子被合成出来，但是由于其所形成的凝胶热稳定性较差，导致其远不能满足在功能材料领域中各种潜在应用的需求。

目前主要是通过以下几种方法来提高凝胶的热稳定性：1、大量合成各种潜在凝胶因子，通过在各种不同极性的溶剂中进行凝胶能力及热稳定性研究，筛选出具有较好热稳定性的凝胶；2、有目的地设计并合成含氮有机配体，通过尝试大量金属离子与其作用，制备金属有机凝胶，通过配体含氮基团与金属离子之间的配位作用，来有效提高凝胶的热稳定性；3、在已知高效凝胶因子的基础上，有目的地对其化学结构进行复杂化修饰，增多功能基团，通过提高凝胶因子之间的氢键、π-π堆积、范德华力等相互作用，来提高所形成凝胶的热稳定性。

上述方法尽管可以使凝胶的热稳定性有所提高，但其实现过程仍然十分困难。这是因为在大量合成各种潜在凝胶因子或设计合成含氮有机配体的过程中，绝大部分理想凝胶因子的发现是来源于偶然的，没有固定的规律可循。改性已知高效凝胶因子，其化学结构往往比较复杂，所需合成步骤较多，故凝胶因子的制备复杂，周期较长，使得其实用性受到一定限制。

Timme, A.等报道了一种凝胶因子N¹, N³,N⁵-三(2-乙基己基)苯-1,3,5-三甲酰胺(Chemistry-A European Journal, 2012, 18, 8329-8339.)，但仅涉及了其化学结构以及在液晶方面的性质，未涉及该凝胶因子热稳定性方面的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种双组份有机凝胶，本发明所述双组份有机凝胶能够明显改善所形成有机凝胶的热稳定性。

提供所述双组份有机凝胶的制备方法，是本发明的另一发明目的。